金属铁铝对混凝强化初沉污泥中温厌氧消化的影响

选取FeCl3和AlCl2·6H2O作为混凝剂对城市污水进行一级强化混凝处理，降低二级生物处理的进水负荷，减少污水生物处理系统的能量消耗。主要研究混凝过程投加的金属盐对一级强化混凝产生的初沉污泥中温厌氧消化的影响。和剩余污泥相比，初沉污泥更适合厌氧消化处理，污泥降解性能和产气性能更高。当采用城市污水一级强化混凝处理时，污泥中的金属和金属盐水解引起的pH降低，使混凝强化初沉污泥的厌氧消化受到一定抑制。随着污泥中铝含量的降低和铁含量的增加，厌氧消化的COD降解率和挥发性固体（Vs）降解率逐渐升高，生物气产量逐渐增大，产气速率加快。当混凝强化初沉污泥只含有铁时（铁含量为10．16mg／L），混凝强化初沉污泥厌氧消化效果最好，产气稳定，而且产气速率高，生物气产量为237mL，生物气甲烷含量为55．5％，降解单位Vs产气量为0．80L／g，均高于其他含铝的混凝强化初沉污泥。污泥中的铁对初沉污泥厌氧消化的抑制作用远远小于铝的作用，说明铁盐适合用于城市污水的一级强化混凝处理。     

蓝藻与污泥混合厌氧发酵产沼气的初步研究

为了实现太湖蓝藻打捞后的快速处置，对厌氧颗粒污泥、消化污泥、剩余污泥与蓝藻混合厌氧发酵产沼气进行了研究。结果表明，蓝藻与污泥混合可以有效促进沼气发酵。在蓝藻与厌氧颗粒污泥物料比为6∶1时，产气效果最佳，沼气产率为73 mL/g VS，平均甲烷含量为69%，最大产气速率为138 mL/d，累计产甲烷量为50 mL CH₄/g干物质，分别是蓝藻与消化污泥、剩余污泥混合发酵时的1.5倍和2.3倍。厌氧颗粒污泥、消化污泥、剩余污泥与蓝藻混合，其VS降解率为11.40%～13.73 %，COD减少了27.97%～46.38%。厌氧发酵对蓝藻藻毒素的含量有较大影响，分别从356、366和244 μg/L降低到检测限5 μg/L 以下。     

零价铁强化城市污泥与垃圾焚烧厂渗滤液协同厌氧消化

针对城市污泥(初沉污泥、剩余污泥)和垃圾焚烧厂渗滤液2种市政废物的协同厌氧消化产气量不足的问题,采用投加零价铁的方式,探究零价铁对厌氧消化过程中产酸和产甲烷阶段的强化作用,并研究消化前后COD、VSS、氨氮以及上清液离子的变化。以初沉污泥与剩余污泥体积比4∶1、渗滤液添加量为15%的基质作为底物,投加不同浓度零价铁进行厌氧消化。结果表明:零价铁能有效提升协同厌氧消化系统中总挥发性脂肪酸产量、促进丙酸分解、进一步降解复杂有机物;当零价铁投入量为4 g·L~(-1)时,累计产甲烷量最高达189.65 mL·g~(-1)(以VSS计),相比对照组提升了30.1%,其产气速率符合一次函数和Scholl Canyon模型指数衰减规律;在25 g·L~(-1)和40 g·L~(-1)的高投加量零价铁条件下,产气高峰提前,但累计甲烷产量低于对照组;随着零价铁的投加量增加,COD降解率呈下降趋势,VSS降解率提升,氨氮变化不大;此外,消化液上清液中,正磷酸盐、硫酸根浓度明显减少,这与亚铁离子的混凝沉淀作用相关,同时也是削弱零价铁强化作用的原因之一。研究结果可为城市污泥和垃圾焚烧厂渗滤液协同厌氧消化提供参考。     

耐酸厌氧消化污泥处理餐厨垃圾简

采用耐酸驯化的厌氧消化污泥处理餐厨垃圾，在酸性条件下（pH=4.5），对实验装置容积负荷从1.0 kg VS/（m³·d）分9次逐级增加到5.0 kg VS/（m³·d）的过程进行了跟踪监测，并较深入地研究了驯化污泥代谢活性和处理效果。实验结果表明，pH 4.5的耐酸厌氧消化污泥，最佳投加负荷约为4.5 kg VS/（m³·d），此负荷下容积产气率，CH₄含量平均值均达最大，分别为1.68 m³/（m³·d），75.0%。耐酸厌氧消化装置持续增料运行46 d，产甲烷菌仍能保持较高的活性，其COD去除率范围为40.4%~75.0%，仍能保持pH 7.2时处理效果的65.0%~91.8%，表明在低pH、低碱度下实现稳定的产甲烷过程是可行的。     

电弧流溶胞技术促进污泥厌氧消化

为提高污水厂处理污泥时的厌氧消化速率,利用电弧流溶胞技术处理剩余污泥,研究电弧流溶胞技术对污泥破解预处理效果的影响。实验结果表明,与未经预处理的污泥相比,电弧流溶胞处理能够明显提高污泥厌氧消化效率,增加有机物含量和沼气产量。其中,经处理后的污泥TS、VS剩余量分别降低了8.3%和6.3%,COD增加了11.9%。厌氧系统平均产气量平均增加79.76 L/d,增加率45.82%,甲烷含量增加1.03 L/d,增加率102%。由此说明,电弧流溶胞技术可以提高厌氧消化反应中有机物的去除率,有效促进厌氧消化中污泥的水解过程,显著增加甲烷气体的产生量。在综合考虑运行费用和污泥消化效果的前提下,采取适宜的电弧流强化处理措施有一定的积极意义。     

基于不同破解方法的市政污泥厌氧消化产气量优化

污泥溶胞破解是提高污泥厌氧消化产气量的重要手段。实验比较了热预处理、碱预处理、热碱预处理以及电化学热处理4种破解方法对市政污泥厌氧消化产气量的优化效果,通过分析比较沼气累积产量、日产气量、日产气速率和CH_4在沼气中的含量占比等指标得出实验结果和结论。结果表明,不同的破解方法对市政污泥厌氧消化产气量的优化程度是不同的,其中,电化学预处理破解方式的沼气累积产量最多,为648 L·kg~(-1)(以VS计),同时其CH_4在沼气中的含量也最多,从5 d后的56.2%一直持续上升到40 d后的64.8%,表明该种方式对于市政污泥厌氧消化产气量的优化是较为理想的。     

催化铁与生物法耦合除磷工艺特性简

为了研究催化铁与生物耦合后对生物除磷特性的影响，实验采用人工配水用厌氧/好氧间歇流式富集培养聚磷微生物。对比发现，催化铁与生物耦合组中厌氧末段ORP降低了约60 mV，pH值小幅度的上升（≤0.3），整个培养过程中铁离子的浓度开始快速增加，之后趋于稳定（约40 mg Fe/g MLSS）。对好氧末段污泥SVI值比较发现，耦合工艺污泥沉降性能得到改善。除磷曲线比较发现，耦合组中厌氧末段磷的释放量下降，而好氧阶段磷的吸收速率增加；胞内聚合物提取表明，耦合组厌氧末段聚磷菌细胞内PHA含量有提高，好氧末段糖原含量有下降。磷形态提取分析表明，耦合组好氧末段污泥中无机态PO^3-₄-P含量更高。低浓度铁离子可以起到与生物耦合同步除磷的目的，本工艺长期运行未发现耦合体系中催化铁对除磷的抑制作用。     

剩余污泥混合对絮凝污泥厌氧消化的强化

为了考察絮凝污泥与剩余活性污泥混合中温(35℃)厌氧消化效果,分析了不同混合比例、不同投配率下的总化学需氧量(TCOD)去除率、挥发性固体(VS)降解效果,通过p H值与氨氮浓度的变化来分析各反应器的稳定性。结果表明:污泥混合后消化效果明显得到提高,且污泥消化效率随着投配率的增加先提高后下降。5%投配率时,絮凝污泥/剩余污泥(VS比)为1∶2时厌氧消化效果最好,TCOD去除率达到47.8%,VS降解率达到46.8%,分解单位VS产气量达到了435 m L/g,p H值与氨氮浓度分别保持在7.4和269 mg/L左右,混合污泥厌氧消化系统较稳定。这说明与剩余污泥的混合消化能有效提高絮凝污泥的厌氧消化性能。污泥絮体的显微分析表明:厌氧消化过程中絮体面积百分比逐步减小,污泥结构逐步解体,可以解释污泥消化的微观过程。     

微波预处理对秸秆厌氧消化影响的研究

以秸秆为研究对象，比较不同的微波强度预处理作用下对秸秆厌氧消化产气特性的影响，研究日产气量、pH值、甲烷气体浓度及生物降解率4个参数的变化趋势，结果表明:微波预处理对秸秆厌氧消化有明显效果，平均日产气量由未被预处理的6.21 mL/g VS上升到 8.16 mL/g VS，上升了31.33%，达到最大日产气量时间由原来的第12 d，提前至第2～第7 d不等，最大日产气量由原来的23.43 mL/g VS上升到43.49 mL/g VS；在360～900 W范围内，微波强度越大，反应的pH值下降越快，秸秆厌氧消化最大日产气量越提前；经过微波预处理的甲烷浓度平均浓度由原来的50%提高至62%左右，其生物能范围也由未处理前的17.58 MJ/m³提高至23.46 MJ/m³，物降解率由未预处理的44.12%，提高至71.55%。     

新型絮凝剂含硼聚硅铝铁的制备和性能研究

向聚硅酸中引入Al³⁺、Fe³⁺、B，制得稳定性更好的高效絮凝剂含硼聚硅铝铁（PFASB）。通过实验得到其最佳配比为：n_(B)/n_(Si)=0.16、n_(Fe)/n_(Al)=0.5 、n_(Al+Fe)/n_(Si)=1。对造纸废水和焦化废水进行混凝实验表明，PFASB的除浊、除COD的能力均优于聚合铝、聚合铝铁和聚硅铝铁，而且矾花产生迅速，矾花粗大密实，是一种性能优异的新型高分子絮凝剂。实验还考察了絮凝剂的形貌和结构，结果表明B、铝及其水解产物、铁及其水解产物和聚硅酸等多种组分之间有相互作用，形成了尺度更大的聚集单元。PFASB的这种特殊结构是其具有良好稳定性和混凝性能的根本原因。     

耐酸厌氧消化污泥处理餐厨垃圾

采用耐酸驯化的厌氧消化污泥处理餐厨垃圾，在酸性条件下（pH=4．5），对实验装置容积负荷从1．0kgVS／（m3·d）分9次逐级增加到5．0kgVS／（m3·d）的过程进行了跟踪监测，并较深入地研究了驯化污泥代谢活性和处理效果。实验结果表明，pH4．5的耐酸厌氧消化污泥，最佳投加负荷约为4．5kgVS／（m3·d），此负荷下容积产气率，CH4含量平均值均达最大，分别为1．68m3／（m3·d），75．0％。耐酸厌氧消化装置持续增料运行46d，产甲烷菌仍能保持较高的活性，其COD去除率范围为40．4％-75．0％，仍能保持pH7．2时处理效果的65．0％-91．8％，表明在低pH、低碱度下实现稳定的产甲烷过程是可行的。     

Influence of ozone pre-treatment on sludge anaerobic digestion: removal of pharmaceutical and personal care products

The effect of an oxidative pre-treatment with ozone on the removal of Pharmaceutical and Personal Care Products (PPCPs) during the anaerobic digestion of sewage sludge has been investigated. Besides, the digested sludge characteristics in terms of pathogens content, dewatering properties, heavy metals content and linear alkylbenzene sulfonates (LAS) were determined. During ozonation (20mg O(3)/g TSS), about 8% of volatile solids (VS) and 60% of the chemical oxygen demand (COD) were solubilized. However, no mineralization was observed. The elimination of VS and total COD during anaerobic digestion were not affected by ozone treatment with efficiencies ranging from 60% to 65%. All PPCPs considered were removed during anaerobic treatment of sludge, with efficiencies ranging from 20% to 99%. No significant influence of ozone pre-treatment was observed on PPCPs elimination except for carbamazepine. Pathogens, heavy metals and LAS contents after conventional and pre-ozonation treatment of sewage sludge were below the legal requirements. However, the dewatering properties of sludge were deteriorated when the ozone pre-treatment was applied.     

不同粒径零价铁(ZVI)对污水污泥H2S和CH4释放速率的影响

考察了不同粒径零价铁(ZVI),包括200目普通铁粉(200m-ZVI)、800目超细铁粉(800m-ZVI)和纳米铁粉(nZVI,粒径=20 nm),对污水污泥的硫化氢和甲烷释放速率的影响。研究发现:(1)在22 d内,添加0.1%的200m-ZVI使污泥的硫化氢释放速率提高48.0%,而添加0.1%的800-ZVI和nZVI,则使污泥的硫化氢释放速率分别降低33.1%和77.1%;(2)不同粒径ZVI均可以提高污泥沼气中的甲烷浓度,且依次为nZVI>800m-ZVI>200m-ZVI;(3)在23 d内,添加0.1%的200m-ZVI和nZVI使污泥的甲烷累计产生量分别提高了15.5%和40.6%,而添加0.1%800m-ZVI则使甲烷产生量降低了12.5%。nZVI可以有效控制污泥的硫化氢释放,并显著提升污泥在厌氧发酵过程的产甲烷速率。     

不同粒径零价铁（ZVI）对污水污泥H_2S和CH_4释放速率的影响

考察了不同粒径零价铁（ZVI）,包括200目普通铁粉（200m-ZVI）、800目超细铁粉（800m-ZVI）和纳米铁粉（nZVI,粒径=20 nm）,对污水污泥的硫化氢和甲烷释放速率的影响。研究发现：（1）在22 d内,添加0.1%的200m-ZVI使污泥的硫化氢释放速率提高48.0%,而添加0.1%的800-ZVI和nZVI,则使污泥的硫化氢释放速率分别降低33.1%和77.1%;（2）不同粒径ZVI均可以提高污泥沼气中的甲烷浓度,且依次为nZVI〉800m-ZVI〉200m-ZVI;（3）在23 d内,添加0.1%的200m-ZVI和nZVI使污泥的甲烷累计产生量分别提高了15.5%和40.6%,而添加0.1%800m-ZVI则使甲烷产生量降低了12.5%。nZVI可以有效控制污泥的硫化氢释放,并显著提升污泥在厌氧发酵过程的产甲烷速率。     

超声与次氯酸钠耦合预处理剩余污泥的中温厌氧消化效果

以某城市污水处理厂剩余污泥为对象,通过实验研究了超声与次氯酸钠预处理对污泥的溶胞效果,以及对后续厌氧消化的影响。结果表明,超声与次氯酸钠耦合作用最优操作条件为超声声能密度1.0 W/mL,作用时间50 min。在此条件下,次氯酸钠投加量为4.023 mg/g SS时,对污泥厌氧消化改善效果最明显,剩余污泥产气率及甲烷含量较对照组分别提高了69.73%和10%。同时污泥VSS去除率由11.11%提高到21.24%,在一定程度上实现了污泥减量。     

氯化铁混凝剂中亚铁含量对混凝效果的影响

以城市污水处理厂原水为实验水样,研究了液体FeCl3混凝剂中亚铁含量对其混凝效果的影响。结果表明,液体FeCl3混凝剂中亚铁的含量与其对污水中总磷和COD的去除效果呈非线性相关性,当FeCl3中亚铁含量为25%时,16.0 mg/L的投加量即可使上清液COD降至195 mg/L,去除率达56.7%,总磷降至1.7 mg/L,去除率达70.7%;当FeCl3中亚铁含量继续降低至0.4%时,COD、总磷的去除率仅提高1.1%和1.3%。因此从性价比来讲,FeCl3混凝剂用于污水厂原水混凝时,可适当放宽产品质量标准中亚铁含量限值的规定,有利于降低氯化铁混凝剂的生产成本。     

污泥同时浓缩消化新型反应器的开发研究

针对污泥厌氧处理的问题，对污泥浓缩消化一体化反应器进行了开发研究，提出了ICSTD、MISTD和TISTD 3套反应器，反应器由内外2个反应室组成，采用沼气搅拌或机械搅拌。3套反应器的试验结果表明：在中温条件下，进泥含水率98.3%～99.8%，VS/TS 0.52～0.69时，排泥含水率87.4%～97.3%，VS/TS 0.23～0.51，产气量8.2～76.6 L/d，其浓缩和消化效果优于其他反应器。     

Co-digestion of sewage sludge and dewatered residues from enzymatic hydrolysis of sugar beet pulp

Sugar beet pulp residues (SBPR) from hydrolysis and dewatering of beet pulp were co-digested with municipal sewage sludge (MSS). The highest biogas yields of nearly 512 dm³/kg VS_fed (volatile solids fed) were achieved for SBPR, treated both as the monosubstrate and as a mixture with MSS (1 : 1 by weight). Simultaneously, the highest methane production of 348 dm³ CH₄/kg VS_fed was determined when the sewage sludge was co-digested with 35% SBPR. The analysis of digestate showed that neither ammonia nor volatile fatty acids destabilized the biogas production.

Implications:?Processing of sugar beet pulp into bioethanol via enzymatic hydrolysis and microbial fermentation has become increasingly attractive. However, in this process, only the liquid fraction derived from hydrolysis is subjected into alcoholic fermentation, whereas the remaining solid fraction needs to be utilized. This study demonstrated that sugar beet pulp residues after bioethanol production can successfully be co-digested with sewage sludge to increase biogas productivity of anaerobic digesters located at wastewater treatment plants.